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Prova Online RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS Um sistema está em equilíbrio estático quando todas as forças e torques (momentos) que atuam sobre ele se anulam mutuamente, resultando em um corpo que permanece em repouso ou em movimento retilíneo uniforme. Em termos matemáticos, isso significa que a somatória das forças em todas as direções e a somatória dos momentos em torno de qualquer ponto devem ser iguais a zero. Essa condição garante que o sistema não apresente aceleração linear nem rotação, sendo fundamental para o dimensionamento seguro de estruturas e componentes na engenharia. Sobre essa temática, considere que uma barra homogênea de 2kg e 3m de comprimento encontra-se apoiada a exatamente 1 m de uma de suas extremidades por um suporte que permite que o bastão gire livremente. A 0,3m dessa mesma extremidade encontra-se um pequeno objeto de massa 2,5kg. Calcule a força que deve ser aplicada na extremidade oposta para equilibrar o sistema. Considerando o contexto apresentado, assinale a alternativa correta.
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Maílson Souza

há 2 meses

Respostas

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há 2 meses

Para resolver essa questão, precisamos aplicar o princípio do equilíbrio estático. Vamos considerar as forças e os momentos atuando sobre a barra. 1. Dados do problema: - Massa da barra (m1) = 2 kg - Comprimento da barra = 3 m - Posição do suporte = 1 m da extremidade (A) - Massa do objeto (m2) = 2,5 kg - Posição do objeto = 0,3 m da extremidade (A) 2. Cálculo das forças: - Peso da barra (P1) = m1 * g = 2 kg * 9,81 m/s² = 19,62 N (atuando no centro da barra, a 1,5 m de A) - Peso do objeto (P2) = m2 * g = 2,5 kg * 9,81 m/s² = 24,525 N (atuando a 0,3 m de A) 3. Cálculo dos momentos: - Vamos considerar o momento em relação ao ponto de apoio (suporte): - Momento da barra (M1) = P1 * distância do centro da barra até o suporte = 19,62 N * (1,5 m - 1 m) = 19,62 N * 0,5 m = 9,81 N·m - Momento do objeto (M2) = P2 * distância do objeto até o suporte = 24,525 N * (0,3 m - 1 m) = 24,525 N * (-0,7 m) = -17,1685 N·m 4. Equilíbrio de momentos: - Para equilibrar o sistema, a soma dos momentos deve ser igual a zero. Se chamarmos a força que deve ser aplicada na extremidade oposta de F, a distância até o suporte é 2 m (3 m - 1 m). - Portanto, temos: \[ M1 + M2 + F * 2 m = 0 \] \[ 9,81 N·m - 17,1685 N·m + F * 2 m = 0 \] \[ F * 2 m = 17,1685 N·m - 9,81 N·m \] \[ F * 2 m = 7,3585 N·m \] \[ F = \frac{7,3585 N·m}{2 m} = 3,67925 N \] Portanto, a força que deve ser aplicada na extremidade oposta para equilibrar o sistema é aproximadamente 3,68 N.

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